水溶性荧光碳点的制备及其在大肠杆菌中成像

荧光碳点是一种以碳元素为主体的新型荧光纳米材料,也是目前研究最热门的碳纳米材料之一。而水溶性荧光碳点的合成也引起了研究者的广泛关注。本研究以小米为原料,采用水热法一步合成水溶性蓝色荧光碳点,通过实验证明此种碳点粒径均一,约为2 nm。并在p H为5~10下荧光强度比较稳定。合成的碳点已经成功的应用到大肠杆菌中成像,标志着这种碳点可以作为高性能的荧光探针。     

碳量子点的合成、表征及应用

对碳量子点的常用合成方法、表征手段及应用情况进行介绍。碳量子点是一种以碳元素为主体的新型荧光纳米材料,具有光学性能优良、细胞毒性低、生物相容性好、易于功能化和成本低廉等优点,在生物和医药领域具有广阔的开发前景。     

荧光碳点在疾病诊治中的应用

荧光碳点作为一种新型的碳纳米材料,凭借其良好的理化性质在纳米技术领域得到了广泛关注。根据结构的不同,碳点可分为石墨烯量子点、碳纳米点和聚合物点。与半导体量子点相比,碳点的细胞毒性更低,环境友好性更佳,而且合成方法也更为简单,价格较低。碳点具有卓越的生物成像和生物传感功能,因此碳点也广泛用于各种疾病的诊治。本文主要聚焦于荧光碳点的分类及其在疾病诊治中的应用。     

介孔碳纳米材料的制备及其在药物传递方面的应用进展

新型功能性纳米材料在设计和制备技术方面的进步为纳米医学的发展提供了很大的机遇。在过去十年中,介孔碳纳米材料在制备和应用方面获得了巨大的进步。作为一种新型无机材料体系,介孔碳纳米材料结合了介孔的结构以及碳质组成的特点,显示出不同于传统介孔二氧化硅以及其它一些碳基材料体系(碳纳米管、石墨烯、富勒烯等)的优越特性。介孔碳纳米材料在药物的吸附与控释、光热治疗、协同治疗、肿瘤细胞的荧光标记、催化、生物传感、生物大分子的分离等诸多领域表现出其他多孔材料难以达到的优越性和应用潜力。本文对介孔碳纳米材料的制备和修饰技术进行介绍,重点关注介孔碳纳米颗粒在药物负载和光热控释方面的应用,最后对介孔碳纳米材料在生物医学领域的应用前景和所面临的关键问题进行讨论。     

碳点的生物成像研究进展

作为新型荧光纳米材料的一员,碳点(Carbon Dots,CDs)因其良好的荧光稳定性,无光闪烁现象,低毒性,良好的生物相容性,激发波长和发射波长可调控等优异的性能,在生物成像领域吸引了众多的关注。为了更系统地了解CDs生物成像研究的最新进展,方便科研人员掌握研究的动态,本文就CDs的生物成像研究进行了综述。本文在大量整理和分析最新有关CDs生物成像研究的基础上,通过比较、对比各研究的优缺点和异同,对CDs在肿瘤细胞检测、磁共振成像等领域的研究进展进行了综述,并提出了有待解决的问题和应用前景。     

量子点的荧光特性在生物标记成像中的应用及展望

与传统的荧光染料相比,量子点作为一种新型的无机荧光纳米材料,具有激发光谱宽而连续、发射光谱窄而对称、光稳定性好、荧光寿命长、量子产率高和生物毒性小等优点,被广泛地应用于生命科学的许多领域,其在细胞标记(固定细胞和离体活细胞)和活体示踪成像领域具有独特的应用优势.它突破了传统的有机荧光染料在荧光性能及生物毒性等方面的不可克服的缺陷.它的应用,极大地推动了生命体系高灵敏、原位、实时、动态示踪成像研究的发展.该文综述了量子点的荧光性质及其在细胞标记(固定细胞和离体活细胞)和活体实时动态示踪成像中的应用,并对其在荧光原位杂交,流式细胞术,实时荧光定量pcr等方面的应用前景进行了展望.     

荧光量子点的生物合成方法研究进展

作为一种新型纳米材料,荧光量子点的合成方法大致可分为物理法、化学法和生物合成法。生物合成方法因其绿色、环保、产物生物相容性好而备受关注。本文通过对国内外荧光量子点生物合成方法的资料研究,以细菌、真菌、其它生物机体、生物辅助等角度对生物合成荧光量子点的方法进行归纳总结,并着重对基于微生物的合成方法进行了分类。在探讨微生物合成机理的基础上,对生物合成法的未来方向提出展望。     

综述——新型纳米生物材料的研发：磁性纳米材料：化学合成、功能化与生物医学应用

磁性纳米材料,由于其独特的磁学性能、小尺寸效应,被广泛应用于生物医学领域．本文总结了磁性纳米材料的化学设计与合成、表面功能化方法,及其在核磁共振成像、磁控治疗、磁热疗和生物分离等生物医学领域的应用进展．     

铋基纳米材料在抗菌领域的研究进展

铋(bismuth, Bi)作为一种低毒性重金属,已被用于合成各种具有独特结构和物理化学特性的纳米材料。合成的铋基纳米材料具有良好生物相容性、高X射线衰减系数、循环半衰期长、稳定性高、优异的光热转换效率和光催化能力等特点。由于这些特点,铋基纳米材料在组织工程、抗菌和癌症治疗等生物医学方面得到广泛应用。据报道,铋基纳米材料已被制成药物用于疾病治疗。与传统抗菌药物相比,铋基纳米材料在抗菌领域的应用可有效避免细菌耐药性的发生。综述了铋基纳米材料的特性、抗菌机制及其在抗菌领域的研究进展,最后提出了铋基纳米抗菌材料未来的研发方向。     

硫族纳米材料的合成、应用以及生物效应的研究进展

硫族纳米材料由于其独特的物理性质和化学结构,在许多领域有广泛的应用前景。笔者综述了纳米硫化镉和纳米硫化铅的主要合成方法和应用进展。基于硫族纳米材料广泛的应用,阐述了其对生态环境的生物效应。展望了新型绿色环保、高效能的纳米材料的设计思路与合成方法。     

人工碳纳米材料在环境中的降解与转化研究进展

随着人工碳纳米材料的大量生产和使用,其潜在的生态风险已引起学术界的广泛关注.碳纳米材料在环境中的转化和降解直接影响它们在环境中的归趋及生态毒性,对该过程的研究是确定其环境可容纳量及进行生命周期评价的重要环节.本文概述了主要人工碳纳米材料(碳纳米管、富勒烯)在环境中的化学转化、微生物降解及光降解过程,总结了影响人工碳纳米材料降解的环境与结构因素及降解的机理,指出了现有研究的不足和未来研究的方向.     

基于新型发光材料的荧光免疫吸附检测技术研究进展

摘要：荧光免疫吸附检测技术利用荧光物质标记识别分子,基于待测物与识别分子的特异性结合对待测物进行定性定量分析,具有操作简单、耗时少、成本低、稳定性好等优点。随着纳米材料的飞速发展及其在荧光免疫吸附检测技术中的广泛应用,该技术在生物检测的领域具有更加广阔的应用前景。本文介绍了量子点、碳点、稀土上转换纳米粒子、聚集诱导发光材料等新型发光材料的光学性能特点以及将其构建新型荧光免疫吸附检测平台,综述了近年来基于这些新型发光材料构建荧光免疫吸附检测平台对蛋白、核酸、病毒、细菌和小分子霉菌毒素等物质检测的研究进展,并讨论了该技术在未来的发展过程中需要解决的问题,包括进一步提高自动化水平争取实现实时检测,以及加快检测技术在诊断领域的临床转化等,希望本文的系统介绍可以助力高性能荧光免疫吸附检测技术的发展。     

微波合成靶向核仁的荧光碳纳米颗粒研究

核仁是细胞内重要的亚核结构，其在恶性病的演变过程中扮演重要角色，是病理学家诊断癌症的重要指标. 尽管核仁如此关键，但到目前为止，核仁的荧光探针寥寥无几. 本文以水杨酸和1，8-二氨基萘为反应物，通过微波消解法合成了一种新型荧光碳纳米颗粒（FCNs），采用透射电子显微镜、动态光散射仪、傅里叶红外光谱仪、紫外分光光度计、荧光光谱仪等对其物理、化学、光学性质进行了表征、分析. 借助激光扫描共聚焦等技术对FCNs的细胞摄取机制及分布进行了探究. 实验结果表明，所合成碳纳米颗粒尺寸均匀，最佳激发波长在348 nm，对应的最大发射峰为432 nm，荧光量子产率为17.8%，荧光寿命为1.13 ns，其表面含有丰富的氨基和羟基，光稳定性强且毒性极低，可实现对细胞核仁染色，并且随着共孵育时间的延长，进入细胞的量越多，靶向核仁更明显. 此外，经过对FCNs细胞摄取路径的考察，发现FCNs是通过小窝介导的路径被內吞. 该研究为碳基纳米材料在亚细胞器靶向成像的应用方面提供了有力的工具和新思路.     

综述与专论: 贵金属和碳纳米酶分子机制的理论研究

2007年四氧化三铁类过氧化物酶活性的发现催生了纳米酶这一新兴多学科交叉研究方向,多种基于金属、金属氧化物和碳纳米材料的纳米酶被发现,并在环境,食品安全,化工,生物医学等领域获得应用。相应的,纳米酶催化分子机制的理论研究也取得了进展。本文将回顾化学催化的基本原理,重点总结贵金属和碳纳米酶分子机制的理论研究进展。     

纳米探针用于检测环境中重金属污染物的研究进展

重金属污染对生态环境和人类健康具有极大的危害,建立灵敏、快捷、高效的重金属检测方法具有非常重要的意义.现有的检测技术依赖大型仪器设备,在检测条件、时间以及成本上都有较高的要求,难以满足当前检测工作的需要.随着纳米技术的飞速发展,各种纳米材料不同于块体材料的优异特性被广泛开发,在化学和生物检测领域已有广泛的应用.本文主要综述了近几年来常用的几种纳米探针在重金属检测应用中的研究进展,并对各种纳米探针的特点及检测原理进行了阐述和总结.这些纳米探针包括半导体荧光量子点,荧光纳米粒子、金纳米颗粒等材料,由于他们独特的荧光特性、吸收特性、表面等离子共振(SPR)效应、表面能量转移(SET)效应等,在重金属离子检测领域有很大的应用前景.并且根据目前实际环境监测工作的需要,对基于纳米探针的检测手段进行了讨论和展望,旨在为重金属污染物检测研究的发展和进步提供参考.     

贵金属和碳纳米酶分子机制的理论研究

2007年四氧化三铁类过氧化物酶活性的发现,催生了纳米酶这一新兴多学科交叉研究方向,多种基于金属、金属氧化物和碳纳米材料的纳米酶被发现,并在环境、食品安全、化工、生物医学等领域获得应用.相应的,纳米酶催化分子机制的理论研究也取得了进展.本文将回顾化学催化的基本原理,重点总结贵金属和碳纳米酶分子机制的理论研究进展.     

聚合物囊泡在生物医学领域中的应用

聚合物囊泡是近年来新兴的一种自组装软性纳米材料。由于其优越的理化性质,聚合物囊泡已经受到了巨大的关注并且已经被利用在多个领域。文章综述了聚合物囊泡作为药物投递载体进行小分子化合物给药治疗肿瘤和反义核酸投递进行基因治疗;模拟细胞功能重建了ATP合成过程及模拟体内三酶偶联反应过程;作为近红外荧光探针在活体深层组织荧光成像技术等生物医学领域中的应用。     

内质网在纳米材料毒性效应形成中的作用及机制

随着纳米材料在食品、药物、生物医学等多领域的应用,其在生产使用过程中对人类健康的影响引起了广泛关注.内质网是蛋白质折叠与加工修饰、脂质合成以及Ca~(2+)储存的主要场所,是维护细胞内稳态的重要细胞器.内质网作为纳米材料的主要靶细胞器之一,在纳米材料引起的毒性效应中起重要作用.本文结合近年来国内外相关研究进展,阐述了纳米银(Ag-NPs)、纳米金(Au-NPs)、纳米二氧化钛(TiO_2-NPs)、纳米氧化锌(ZnO-NPs)、纳米二氧化硅(SiO_2-NPs)、富勒烯(C_(60))、单壁与多壁碳纳米管(SWCNTs/MWCNTs)以及石墨烯与氧化石墨烯(GO)等典型纳米材料对内质网结构与功能的影响,并归纳总结了内质网在不同纳米材料诱导的毒性效应中的作用及其异同点.纳米材料可通过引起内质网应激诱导细胞凋亡、炎症反应以及细胞自噬,还可通过激活IP_3信号通路诱导内质网Ca~(2+)释放激活钙依赖的细胞凋亡.纳米材料可在内质网中积累造成结构损伤及功能障碍,还可诱导内质网自噬.     

纳米载体固定化脂肪酶及其在生物柴油转化中的应用进展

随着全球能源需求量的不断上升和日益加剧的环境压力,固定化脂肪酶在可持续生物柴油合成中的应用受到广泛关注。纳米材料,包括纳米粒子(磁性和非磁性)、碳纳米管和纳米静电纺丝,具有比表面积大、结构稳定、易于功能化修饰等优势,是固定化脂肪酶领域的重要载体之一。综述了纳米材料作为载体在脂肪酶固定化中的应用,重点介绍这类生物催化剂在生物柴油合成中的最新进展,并对纳米材料固定化脂肪酶发展前景进行展望,旨在为固定化脂肪酶的研究和工业化应用奠定基础。     

基于上转换纳米材料的免疫检测技术应用

免疫分析法具有简便、快速、准确等特点，广泛应用于医学、食品、环境等领域检测，将免疫分析方法与纳米材料相结合可以提高免疫分析的性能。与传统纳米材料相比，上转换纳米颗粒（upconversion nanoparticles，UCNPs）具有光稳定性好、发光寿命长和狭窄及可调整的发射带等优秀的光学性质，与免疫分析相结合可显著降低背景噪声，提高分析灵敏度。本文简要介绍了UCNPs的发光机制，对UCNPs的合成和表面修饰方法进行了总结，并详细论述荧光共振能量转移、内滤效应、磁分离技术、上转化连接免疫吸附技术和上转换免疫层析技术五种基于UCNPs的免疫检测技术，最后对该技术所面临的挑战和前景进行总结和展望，以期为UCNPs免疫检测技术的发展提供理论指导。